弗兰克-赫兹实验第90组姓名:龚俊辉学号:PB05013225实验目的:用电子碰撞原子的方法观察和测量汞的激发电位和电离电位.实验器材:F-H管,加热炉,加热灯丝,灵敏检流计,可调电源等.实验原理:实现原子从低能级到高能级的跃迁,可以使具有一定能量的电子和原子发生碰撞.若与之发生碰撞的电子是在电势的加速下,速度从零增加到,则当电子的能量满足:时,电子将全部的能量交换给原子.由于两个能级之间的能量差是有确定的值,对应的电压就有确定的大小,当原子吸收电子的能量从基态跃迁到第一激发态时,相就的电压值称为原子的第一激发电位.实验中就是测量汞原子的第一电位差.实验中用F-H管来测量汞原子的第一激发电位.原理图如下:F-H管内先注入少量汞，再抽成真空，在一定温度下，得到合适压强的汞蒸气。电子由阴极K出发，受第二栅极G2正电压作用加速，在管中与汞原子碰撞。逐渐增加KG2电压，观察屏极电流。发现电流逐渐增加，但每增加4.9V，都出现一次电流陡降。第一次陡降出现在4.1V左右，是由于仪器的接触电势所致。具有4.9eV的电子与汞原子碰撞，将全部能量传递给汞原子，使其处于4.9eV的激发态。再增大电压，电子在F-H管中发生第二次、第三次…碰撞，屏极电流都会陡降。G1的作用：控制电子束电流并消除阴极附近电子聚集。屏极A与G2间有负电压，使得与汞原子发生非弹性碰撞二损失了能量的电子不能到达A极。而G1与G2间距较大，使电子与气体有较大的碰撞区域。F-H管内充汞，灯丝加热K使其发射电子，G1控制通过G1的电子数目，G2加速电子，G1、G2空间较大，提供足够的碰撞概率，A接收电子，AG2加一扼止电压，使失去动能的电子不能到达，形成电流。此过程在G1G2空间发生，在加速场的作用下，电子获得动能，与原子的弹性碰撞中，电子总能量损失较小，在不断的加速场作用下，电子的能量逐渐增大，就有可能与原子发生非弹性碰撞，使原子激发到高能态，电子失去相对应的能量，使其不能到达A从而不能形成电流。当时,使原子激发到63P0，此态较稳定，不容易再产生跃迁，故不容易观察到这个吸收。当时,使原子激发到63P1，引起共振吸收，电子速度几乎为零，电子不能到达A，形成第一个峰.当时,电子与原子发生两次非弹性碰撞，在G2处失去动能，形成第二个峰。同样,当时将形成第n个峰。图形为:实验内容:打开加热炉的电源,把温度调节拔到157度,对F-H管进行加热,待加热炉的指示灯由绿变红时,开始做实验,打开,等的开关,并调节其值为:,,.调节大小,先用“快扫”观察现象，后用“手动”...
